现代通信系统概论_03_现代数字交换技术

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频率(Hz)
L1 L2 L3 L4 697 770 852 941 H1 1209 1 4 7 * H2 1336 2 5 8 0 H3 1477 3 6 9 # H4 1633 A B C D
三、人工交换
交换技术是从人工交换开始的。 有两种人工交换机:
磁石式电话交换机(1878);
共电式电话交换机(1891)。
软件加工系统
一组控制存储器(CM)
三、S接线器
TS12 TS8 0 1 2 TS12 TS8 0 0 1 2 TS12 TS8 TS12 TS8 0 1 2
8
12 2 127
2
0
0
输出控制方式
三、S接线器
TS12 TS8 0 1 2 TS12 TS8 0 1
TS12 TS8
0 0 8 2
1
2 1 0
TS12 TS8
第三章 现代数字交换技术
第三章 现代数字交换技术
3.1 概述 3.2 程控交换技术
3.3 分组交换技术
3.4 ATM交换技术
学习要点
1.理解程控交换原理。 2.掌握程控交换系统结构及基本组成。
3.了解呼叫基本处理过程。
4.熟悉分组交换和ATM交换技术的特征。
3.1 概述
什么是交换?现代通信网中都有那些交换方式?
3
4 5
E10-B
DMS-100 AXE-10
法国阿尔卡特1981
加拿大 瑞典爱立信
6
7
EWSD
NEAX-61
德国西门子
日本NEC 美国AT&T 1992
8 5ESS-2000
五、数字程控交换
引进生产线
上海:S1240,北京:EWSD,天津:NEAX61
自行研制
1 2 3 4 5 6 7 DS30 PABX机 C5端局机 HJD-04 SP30 ZXJ10 C&C08 西安十所仿F-150生产,长途交换机 长邮长虹、桂林542、珠海…… 十所、重邮、万家乐、联想…… 巨龙(537厂、515厂等) 大唐 中兴 华为
六(1)用户模块
用户模块和远端模块除了实现用户功能外, 还包含有交换网络(用户交换网络)以进行话务量 的集中(或分散)。

用户电路
HW ┆
用户电路
串 并 变 换
用 户 级 交 换 网 络
并 串 变 换
信 号 提 取 插 入
网 络 接 口
至数字交 换网络
HW
串 ┆ 并 变 换
收 号 器 微 处 理 器
五、数字程控交换
半电子交换机 自动交换机是一个庞大的实时自动控制系统。它
的动作过程是按一定的功能顺序进行的,它的每
一项功能也是由一定的逻辑步骤组成。 用存储程序方式构成控制系统的交换机,称作存 储程序控制交换机。
五、数字程控交换
程控交换机实质上是计算机控制的交换机。可以 分为话路部分、控制部分
用户电路 出中继 入中继 收号器 信息传送子系统
2
12 2 127
输入控制方式
三、S接线器
S接线器只完成空间交换,不进行时隙交换 S接线器按时分方式工作 以完成对PCM信号的交换
S接线器一般用于构成数字电话系统中的交换网络,
四、数字交换网络
小容量的数字交换机可以仅由T接线器构成单级数 字交换网络
大型程控交换机中,采用数字交换网络
TST交换网络由两级T接线器和一级S接线器组合
四、机电式自动交换
纵横交换机有两个特点:
一个就是接线器接点采用压接触方式,减少了摩擦,并
且由于采用了贵金属使得接点接触的可靠性提高了;
另一个特点是“公共控制”,就是控制部分和话路部分 分开。
步进制、纵横制交换机,它们的控制系统采用的 故统称为机电式交换机。
基本元件大都是电磁元件,如电磁铁、继电器等,
而成
T(输出控制) CMA 7 2
S(输入控制) CMB
T(输入控制)
A
1
TS2 0 2
31 TS7
23
2
2
TS2
A
1
2
SMA
TS23
SMB 2 SMB TS31
TS31 SMA 0 B
3 31 23 31 CMA
TS23 0 7
1 3
2
3
TS7 7 31 31
B
3
23
31
1
CMB
TST网络工作原理
R
时钟
二、T接线器
T接线器原理示意
二、T接线器
时间接线器的控制存储器(CM)是由控制单元写 入数据。
在一个时隙内,话音存储器(SM)需要完成一次
读操作和一次写操作,控制存储器至少一次读操 作。 经过时间接线器交换的信息存在时延。
三、S接线器
S接线器可以完成不同复用线(母线)之间的交换
开关阵列(交叉矩阵)
不同业务需要采用不同的交换技术和交换机
软交换技术正在研究和发展之中,可能成为下一
代网络(NGN)的核心技术之一
3.2 程控交换技术
数字程控交换机由话路子系统和控制子系统构成
控制子系统是交换机的“指挥系统”,交换机的所有动
作都是在控制系统的控制下完成的。
话路子系统又是由交换网络和接口设备组成的。
一、数字交换
六、信息包交换
各种非话业务(一般是数据业务),通常具有突 发性
包交换更加适应于非话业务,如分组交换、ATM
交换和IP交换 包交换采用动态统计分配资源复用方式,提高了 网络资源的利用率、传输效率和服务质量
七、未来的交换
目前各类交换和交换机都是业务接入、路由选择 (交换)和业务控制作为一个整体来实现的
五、数字程控交换系统
五、数字程控交换系统
注意几个概念
接口设备:是实现数字交换系统和外围环境的接口。如,
数字中继和模拟中继接口。
远端接口:是到集中维护操作中心、网管中心、计费中 心等的数据传送接口。
用户集中级:完成话务集中功能。集中比一般为2:1到
8:1,一般为单T交换网络 用户模块:用户集中级+用户电路。 远端模块:设置在远端的用户模块。 信号收发:提供各种信号音和局间信号等信令。
本方式:
集中控制 分散控制
七、控制子系统
集中控制
处理机可以对交换系统内的所有功能及资源实施统一控制
七、控制子系统
集中控制方式具有以下特点:
处理机直接控制所有功能的完成和资源的使用,控制关
系简单,处理机间通信接口简单。
每台处理机上运行的应用软件包含了对交换机所有功能 的处理,因而单个处理机上的应用软件复杂、庞大。
收 码 变换 型 帧 位 定
PCM 传 输
时 提取 钟
帧 步 同 信 控制 号 帧 位 定 信 插入 号 复 定位 帧 信 插入 号
时 提取 钟 发
六(4)信号音的发送与接收
f1 数 滤波 字 输 入 f2 数 滤波 字 数 字 逻 辑 识 别
输 出



f6 数 滤波 字
七、控制子系统
程控交换机控制系统的构成方式多种多样,但从 控制系统工作的基本原理来看,主要分为两种基
扫 描 存 储 器
分 配 存 储 器
六(1)用户模块的优点
节省了线路投资,扩大了交换局的服务范围 提高了网络的灵活性
改善了用户线传输质量
用户可以较容易地实现高速数据通路连接
提高了系统可靠性
模块与选组级间可以采用公共信道信号
六(2)用户电路
用户电路是程控交换机通过用户线与用户终端相 连的接口电路
数字用户电路:与数字终端设备相连的接口电路
模拟用户电路:大多数电话终端仍然是模拟终端
六(2)用户电路
模拟用户电路的功能框图
六(2)用户电路
模拟用户电路的功能可归纳为BORSCHT
B(Battery feeding) 馈电
O(Overvoltage protection) 过压保护
R(Ringing control) 振铃控制 S(Supervision) 监视 C(CODEC & filters) 编译码和滤波 H(Hybird circuit) 混合电路
四、机电式自动交换
瑞 典 工 程 师 G . A . 贝 图 兰 德 ( G. A. Betulander ) 和 尼 尔 斯 . 帕 尔 默 格 林 ( Nils
Palmgren)
纵横接线器(Crossbar)
纵 横 制 交 换 机 是 1926 年 在 瑞 典 的 松 兹 瓦 尔 (Sundsvall)首先投入使用
时分复用(TDM),不同的用户占用不同的时隙 数字交换就是实现时隙交换
TSi TSj
PCM入
A
数字交 换网络
A
PCM出
TSi
TSi
1 2 3 4
A
TSj
B
数字 交换 网络
B
TSj
A
1 2 3 4
占用两 个时隙
一、数字交换
在数字交换网络中,两种重要的交换单元
时间接线器,通常称为T接线器;
空间接线器,即S接线器
处理机集中完成所有功能,一旦处理机系统出现故障,
整个控制系统失效,因而系统可靠性较低。
七、控制子系统
分散控制
处理机只完成交换机的部分功能和控制部分资源
七、控制子系统
全分散控制方式特点
各处理机处于同一级别
每处理机完成部分功能,各处理机协调配合完成整个系
统功能 单个处理机上的应用软件相对简单 可靠性比较高 较好的扩充能力
多个处理机分别负责完成不同的功能
八、多处理机的工作方式
话务分担方式
多个处理机分别负责完成一部分话务功能
八、多处理机的工作方式
冗余方式
主用机和备用机之间的工作方式叫做冗余方式
九、程控交换软件系统概述
程控交换系统软件=运行软件+系统支援软件
交换软件 运行软件 操作系统 应用软件 支援软件
软件开发支援系统
二、T接线器
话音存储器 0 1 2 29 30 31 ┇ TS30 TS2 TS30 话音存储器 TS2
控制存储器 0 1 2 ┇
TS2
TS30
TS2
TS30
0 1 2
29 30 31 ┇
控制存储器 0 1 2 30 ┇ 2 R W W R 时钟 29 30 31
30
29 30 31
2 W
时钟 W 控制信号 (a) 输出控制 R 时钟 W:写入 R:读出 控制信号 (b) 输入控制
七、控制子系统
分级分散控制方式特点
处理机有等级之分
处理机之间通信接口集中,控制方式复杂,但比全分散
简单 处理机上的应用软件较集中式简单,较全分散式复杂 可靠性较集中式高,较全分散式低
八、多处理机的工作方式
绝大多数交换机都采用多处理机结构
功能分担方式
话务分担方式
冗余方式
八、多处理机的工作方式
功能分担方式
交换技术的发展直接关系到通信和通信网的发展。
不同交换方式之间的区别是什么?
一、电信交换的概念
电信交换,就是在通信网上,负责在通信的源和 目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制
用户环线
交换设备
用户间通过交换设备连接
一、电信交换的概念
电信交换,就是在通信网上,负责在通信的源和 目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制
交换设备
中继线
终端 设备
传输设备
多个交换节点组成的通信网
二、电话ABC
电话通信已经有100多年的历史 目前通信手段多样,业务五花八门,电话通信仍
然是人们使用最普遍的一种通信方式
原始 话音 送话器 消侧音电路 二/四 转换 电话机
原始 话音
还原 话音
还原 话音
受话器
二、电话ABC
按键号码与频率的关系
优点是设备简单、安装方便、成本低廉。 缺点是话务员的接线速度慢、易出错、劳动效率 低。
四、机电式自动交换
最早的自动交换机是美国人阿尔蒙.B.史端乔 (Almon B. Strowger)在1891年发明并获
得专利。
心脏是上升旋转选择器(步进器),步进制交换机。
1927年基本完善
西门子式交换机
接续过程由机械完成,噪声大、易磨损,机械维 护工作量大,呼叫接续速度慢,故障率高 系统的电路简单,人员培训容易。
用户电路
交 换 网 络
中 继 线
控制系统
控制子系统
五、数字程控交换
第一台商用的模拟程控交换机是1965年美国贝尔 公司投产开通的ESS No.1。
第一部程控数字交换机是法国首先开通的E10,
至此开始了数字交换的新时期。
五、数字程控交换
七国八制
1 2 F-150 S-1240 日本 比利时1976 福州、厦门、成都、贵阳、桂林、 南宁、西安、兰州、西宁…… 北京、上海、重庆、成都、广州、 武汉、…… 北京、重庆、西安 广州、重庆、浙江、辽宁
将T接线器和S接线器适当组合,可以构成大型数 字交换网络
二、T接线器
通过存储的方式实现不同时隙之间的交换 T接线器(Time Switch)中,主要有
话音存储器(SM,Speech Memory):存储话音
信息,即需要交换的信息 Байду номын сангаас制存储器(CM,Control memory):用来控制 SM的读(或写),是SM在当前时隙内应该读出(或 写入)的地址
T(Test) 测试
六(3)模拟中继
模拟中继器是数字交换机和模拟局间中继线
的接口电路,它用于和模拟交换机的连接。
过 模拟中继 测 线信号 试 压 保 护 混 忙 / 闲 指 示 合 电 路
线 路 信 号 监 视
带通 平衡 网络 低通 编 / 译 码 器 PCM 信号
六(3)数字中继
码型变换和反变换 时钟提取和帧同步; 提取和插入随路信令信号。
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